JP2005091933A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光走査装置における同期ハズレが生じた同期検知センサを外部から簡単にチェックすることができるようにする。
【解決手段】 光ビームを偏向して感光体上を偏向走査するためのポリゴンミラーと、光ビームを書き込み開始タイミングの位置で検知する同期検知センサ１３１ａを備えた光走査装置において、同期検知センサ１３１ａをＬＥＤ１３２と、光ビームを検知することでＬＥＤ１３２を点灯させるフォトダイオード１２とから構成している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光偏向器により光源からのレーザ光を像担持体上を走査する光走査装置及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

デジタル式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置においては、多面体のミラーであるポリゴンミラーを回転させて光源からのレーザ光を感光体等に偏向走査させる光走査装置が広く用いられている。従来の光走査装置の基本的な構成を図５及び図６により説明する。図５は従来の光走査装置の構成の一例を示す図、図６は同期検知センサの一例を示す斜視図である。光走査装置は、半導体レーザ等で構成された光源１と、光源１からの出射された光ビームを偏向するための回転する多面鏡体で構成されたポリゴンミラー２と、このポリゴンミラー２で反射し、偏向したビームを点線５で示す感光体位置に結像させるための第１及び第２のｆθレンズ３，４とを備えている。光走査装置にはまた、感光体の有効露光域以外の走査開始側に光ビームによる書込み開始用の同期センサ１０が設けられている。同期検知センサ１０は、光走査装置の筐体（図示しない）の側壁等に取り付けられる支持板１１と、この支持体１１の一面に取り付けられるフォトダイオード１２で構成され、このフォトダイオード１２の光電変換を利用し、走査される光ビームがフォトダイオード１２上を通過するタイミングを電気信号に変換して検知している。同期検知センサ１０は、光走査装置内で同期検知用光路を同期光路折返しミラー６，７で折返し、感光体位置５までの光路長と等しい仮想感光体位置に配置されている。なお、図６において、フォトダイオード１２は点線で示されているが、これは同図が支持体７の外側から見た状態を示しており、フォトダイオード１２は支持体１１の裏面に取り付けられていることを意味する。また、丸孔８と長穴９は光走査装置の筐体に固定するための係止穴である。同期検知センサ１０のフォトダイオード１２は近年ＩＣ化され小型化されており、光ビームの走査方向と垂直方向となる副走査方向の検知可能域は２ｍｍ〜３ｍｍ程度となってきている。

このような同期検知センサにおいては、例えば特許文献１に、外部から簡単に脱着できるように、同期検知センサが取り付けられる筐体の位置に開口を設け、この開口にフォトダイオードが位置するように支持体を筐体の外部から取り付け可能にし、同期検知センサの脱着を用意にすることが提案されている。また、例えば特許文献２に記載されているように、同期検知センサを感光体の有効露光域以外の走査終了側にも設け、書き込み開始タイミングと書き込み終了タイミングの２点を検知することにより倍率誤差を補正する２点同期方式の光走査装置も提案されている。

上述の光走査装置が使用されるデジタル方式の画像形成装置にあっては、市場ニーズによって、カラー化、高速化、高画質化、小型化されてきている。４色の感光体に同時に走査する光走査装置では、各色に走査の倍率誤差を補正するために各々書き込み開始タイミング用の同期検知センサと、書き込み終了タイミング用の同期検知センサと搭載し、合計で少なくとも８つの同期検知センサを具備する光走査装置も、例えば特許文献３に記載されている。このような光走査装置では、その内部で同期検知光路を折りたたむために、同期検知光路を２回以上、折返しミラーで反射させる必要も生じてきている。
特開２０００−４７１２５号公報 特開平１０−３０７２６９号公報 特開２００２−１２２７９９号公報

しかしながら、折返しミラーによって同期検知用光路を折り返す回数が増えると、それだけ折返しミラーの取付けのばらつきによって、同期検知センサの検知可能域を光ビームが外れる同期ハズレが生じやすくなる。光走査装置の製造工程内では、光走査装置をチェッカを用いアウトプットを確認しているが、光走査装置を画像成形装置に搭載したときに光走査装置に歪みが生じて同期ハズレが生じることもある。その際は工程内で再検査、修復を施し出荷している。前述したように光走査装置が具備する同期検知センサが多数になってくると一見してどの同期検知センサで同期ハズレが起きているのか判断できないため、専用のチェッカを用いるか、オシロスコープなどを用いて同期検知信号の出力有無を一つ一つ確認する必要があった。

また、市場において同期検知センサの故障が発生したときには、サービスパーソンが対応にあたるが、どの同期検知センサでエラーが発生しているかの判断は、市場環境においては非常に困難である。その場合は搭載されている同期検知センサを全て交換してしまうか、光走査装置ごと交換といった対応を行っている。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、同期ハズレが生じた同期検知センサを外部から簡単にチェックすることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、光ビームを偏向して像担持体上を偏向走査するための走査手段と、前記光ビームを所定の位置で検知する少なくとも１つの検知手段を備えた光走査装置において、前記検知手段が、電気的付勢により点灯する点灯手段と、前記光ビームを検知した前記検知手段の検知出力に基づいて前記点灯手段を点灯させる点灯制御手段とを備えていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記点灯制御手段がフォトダイオードからなり、前記フォトダイオードは前記点灯手段を前記フォトダイオードの光電効果によって点灯させることを特徴とする。

第３の手段は、第１または第２の手段において、前記点灯手段が前記検知手段に実装されていることを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記点灯手段が前記光走査装置の外部に露出するように設けられ、目視で確認できるようにしたことを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４の手段において、前記光走査装置の上部が、偏向走査する前記光ビームを装置外に漏らさないように光学的に密閉されていることを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５の手段において、前記検知手段が、一面に前記点灯制御手段が取り付けられ、他面に点灯手段が取り付けられた支持部材で構成され、前記支持部材は前記点灯制御手段が前記光ビームを受光するように光走査装置の筐体の外側に取り付けられていることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６の手段において、前記点灯手段がＬＥＤからなることを特徴とする。

第８の手段は、第１ないし第７の手段に係る光走査装置と、前記光走査装置によって書き込まれた前記像担持体上の潜像を顕像化し、転写媒体に顕像化された像を転写する転写手段と含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。

第９の手段は、第８の手段において、前記光走査装置が、前記転写手段の上方に位置し、前記画像形成装置の上部カバーを開放することによりその外周の少なくとも一部が目視可能に配置されていることを特徴とする。

第１０の手段は、第９の手段において、前記画像形成装置は前記上部カバーを開放した状態で、前記光ビームを偏向走査し、前記検知手段に光ビームを照射する動作モードを備えていることを特徴とする。

本発明の光走査装置は、電気的付勢により点灯する点灯手段と、前記光ビームを検知した前記検知手段の検知出力に基づいて前記点灯手段を点灯させる点灯制御手段とを備えたので、同期ハズレが生じた同期検知センサを外部から目視で簡単にチェックすることができる。これにより工場内はもとより設置現場においても光走査装置及び同期検知センサの品質確認が容易に行うことができる。

また、点灯手段に安価なＬＥＤと、光ビームを検知することでＬＥＤを点灯させるフォトダイオードを用いることにより、低コストで同期検知センサを構成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の一実施例を示す分解斜視図である。図２は同期検知センサの取り付けられた部分のみを示す要部斜視図である。本実施例における光走査装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）（以下単にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと称する）の各色に対応した画像データによってフルカラーの画像を走査するものであり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応した画像データのための４つの光源ユニット１２１と、これら４つの光源ユニット１２１から照射された光ビームを左右対称な２方向に振り分けて偏向走査する光偏向器であるポリゴンミラー１２２と、このポリゴンミラー１２２を中心にして２方向に対称に配設され、ポリゴンミラー１２２により偏向される複数の光ビームをそれぞれ対応する感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（図３）の被走査面上に導き、結像するためのｆθレンズ等で構成された２つの走査レンズ１２３と、これら走査レンズを１２３を通過した光ビームをそれぞれ２光路に分割する第１の折返しミラー１２４と有し、計４つの光路でＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色分の４つの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０に順次走査される。また、各色毎に書き込み開始タイミング用の同期検知センサ１３１ａと、書き込み終了タイミング用の同期検知センサ１３１ｂを備え、各色の倍率誤差を補正し色合わせを行っている。

光源ユニット１２１、ポリゴンミラー１２２、走査レンズ１２３、第１の折返しミラー１２４は、光学的に上部を密閉するための上カバー１２５と、第１の折返しミラー１２４からの光ビームを感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０に透過するための防塵ガラス（図示しない）を備え、下方を密閉する下カバー１２６と、外周部を構成する側壁１２７とで構成される筐体内に設けられている。

計８つの各色毎の書き込み開始タイミング用の同期検知センサ１３１ａと書き込み終了タイミング用の同期検知センサ１３１ｂは、同期検知センサ１３１ａを例にとって示す図２に示すように、支持体１１の一面に設けられたフォトダイオード１２と、支持体１１の他面に設けられたＬＥＤ１３２とが実装されている。ＬＥＤ１３２は、受光部であるフォトダイオード１２で光電変換されて生じる電流によって点灯するように接続しておく。支持体１１は、側壁１２７の外側からシール１２８をはさみながら取り付けられている。すなわち、側壁１２７には各色の光ビームにおける書き込み開始タイミング及び書き込み終了タイミングを検知すべき箇所に光ビームが通る開口１４１をそれぞれ設け、各開口の周囲には光ビームが外部に漏れないように、シール１２８を取り付けるとともに、側壁１２７に設けられた係止部材１４２を、従来と同様に丸孔８と長穴９に通し、係止部材１４２に図示しないナット等を螺合すことにより、側壁１２７に固定される。これにより、密閉状態である光走査装置１０１に工具を用いずとも、同期検知センサ１３１ａに実装されたＬＥＤ１３２が確認できる配置になっている。

したがって、光ビームが書き込み開始位置に走査されたとき、この光をフォトダイオード１２が受光すると、光電変換によって生じた電流によって同期信号発生回路（図示しない）を動作させて同期信号を発するとともに、このフォトダイオード１２と上記の同期信号発生回路に直列にＬＥＤ１３２を点灯することになる。ＬＥＤ１３２が点灯すれば、同期検知センサ１３１ａは正常に動作していることを目視で確認することができる。

このように、ＬＥＤ１３２を同期検知センサ１３１で光電変換された電流で点灯するので、別の電源や複雑な制御回路を必要とせずに実現できる。また、ＬＥＤ１３２を同期検知センサ１３１に実装することで、同期検知センサ１３１とＬＥＤ１３２は一体化され、組付け性がより向上し、部品管理、品質管理も容易となり、光走査装置１０１に工具を用いることなく目視で確認できる位置に配置したことで、前述した確認作業を行うにあたって、短時間で、容易に行うことができる。

次に上述した光走査装置をタンデム型間接転写方式の複写装置に適用した場合を例にとって画像形成装置を概略的に説明する。図３は図１の光走査装置を備えた複写装置の一例を概略的に示す図、図４は図３の複写装置の上部を開放した状態を示す部分斜視図である。

図３において、参照番号１００は複写装置本体、２００は複写機本体１００を載せる給紙テーブル、１０２は複写装置本体１００上に取り付ける原稿読取装置、４００は原稿読取装置１０２上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。

複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１１０が設けられている。この中間転写体１１０は、図示例では３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回して、図３において時計回りに回転搬送可能となっている。

この実施例においては、３つの支持ローラ１４，１５，１６のなかで、第２の支持ローラ１５の左に画像転写後に中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に張り渡した中間転写体１１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置したタンデム画像形成部２０が設けられている。そして、イエローの画像形成手段１８には感光体ドラム４０Ｙが、シアンの画像形成手段１８には感光体ドラム４０Ｃが、マゼンタの画像形成手段１８には感光体ドラム４０Ｍが、そしてブラックの画像形成手段１８には感光体ドラム４０Ｋがそれぞれ設けられている。各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの下部には中間転写体１１０を挟んで転写のためのローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが配置されている。

タンデム画像形成装部２０の上には、図３に示すように、光走査装置１０１が配置されている。したがって、図４に示すように、最上部の原稿自動搬送装置４００を取り外し、原稿読取装置１０２を開放すると、光走査装置１０１全体が完全に見える状態になる。図４において符号５００は操作パネル、符号６００は液晶表示部である。

一方、中間転写体１１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２が配置されている。２次転写装置２２は、この実施例においては、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１１０を介して従動ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１１０上の画像を転写紙に転写する。

２次転写装置２２の横には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。２次転写装置２２には、画像転写後の転写紙を定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。なお、この実施例では、２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８が備えられている。

さて、いまこの複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いて原稿読取装置１０２のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。そして、操作パネル５００中のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちに原稿読取装置１０２を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに第２走行体３４に向けて反射する。この反射光は第２走行体３４のミラーで反射して、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れて原稿内容を読取る。

また、上述したスタートスイッチを押すと、３つの支持ローラ１４，１５，１６は回転して、中間転写体１１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８ではその感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｋが回転し、これら感光体上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写体１１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、上述したスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転させて手差しトレイ５１上の転写紙転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写体１１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写体１１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。画像転写された転写紙は、２次転写装置２２により搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えて転写紙反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写体１１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

この複写装置に置いては、上述したように、最上部の原稿自動搬送装置４００を取り外し、光走査装置１０１の上部に位置する原稿読取装置１０２を開閉することで、光走査装置１０１を取り外すことを可能としている。開放状態においては、光走査装置１０１全体が目視で確認できるだけのスペースが確保されている。また、サービスパーソンモードとして、原稿読取装置１０２を開放した状態で、光走査装置１０１の光源ユニット１２１、ポリゴンミラー１２２、同期検知センサ１３１を駆動することが可能な、光走査装置アウトプットチェックモードを持たせることにより、原稿読取装置１０２を開放した状態で各同期検知センサ１３１をチェックすることができる。更に、光走査装置１０１は密閉状態であるので、上記のように原稿読取装置１０２を開放し、光走査装置１０１全体が完全に見える状態でも、動作中の光走査装置１０１が走査する光ビームを光走査装置１０１外に漏らすことがない。

以上のように画像形成装置に前記光走査装置を搭載したことで、画像形成装置に搭載された状態での同期検知信号のアウトプットチェックが目視により行うことができるので画像形成装置としての品質確認が容易に行うことが可能となる。この場合、画像形成装置にＬＥＤ１３２を目視で確認できる状態において、光ビームを偏向走査し、同期検知センサに光ビームを照射する動作モードを備えていることにより、市場でも前記モードにおいて、同期検知信号のアウトプットチェックが目視により行うことができる。これにより同期検知センサ１３１のエラーなどのメンテ時に故障しているセンサのみを交換することができ、無駄な交換などが発生せず、交換費用の低減及び環境保護が可能となる。また、画像形成装置がＬＥＤを目視で確認できる状態においても、光走査装置上部は光学的密閉状態であるので、光ビームをサービスパーソンやユーザに照射することが無く、安全性を確保することができる。

本発明に係る光走査装置の一実施例を示す一部分解斜視図である。 同期検知センサの取り付けられた部分のみを示す部分斜視図である。 図１の光走査装置を備えた複写装置の一例を概略的に示す図である。 図３の複写装置の上部を開放した状態を示す部分斜視図である。 従来の光走査装置の一例における構成を説明するための図である。 従来の同期検知センサの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１１ 支持体
１２ フォトダイオード
４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ 感光体ドラム
１００ 複写装置本体
１０１ 光走査装置
１０２ 原稿読取装置
１２１ 光源ユニット
１２２ ポリゴンミラー
１２３ 走査レンズ
１２４ 第１の折返しミラー
１２５ 上カバー
１２６ 下カバー
１２７ 側壁
１２７とで構成される筐体内に設けられている
１３１ 同期検知センサ
１３１ａ 書き込み開始タイミング用同期検知センサ
１３１ｂ 書き込み終了タイミング用同期検知センサ
１３２ ＬＥＤ
１４２ 係止部材
２００ 給紙テーブル
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (10)

1. 光ビームを偏向して像担持体上を偏向走査するための走査手段と、前記光ビームを所定の位置で検知する少なくとも１つの検知手段を備えた光走査装置において、
   前記検知手段は、
   電気的付勢により点灯する点灯手段と、
   前記光ビームを検知した前記検知手段の検知出力に基づいて前記点灯手段を点灯させる点灯制御手段と、
   を備えていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記点灯制御手段はフォトダイオードからなり、
   前記フォトダイオードは前記点灯手段を前記フォトダイオードの光電効果によって点灯させることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記点灯手段は前記検知手段に実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記点灯手段は前記光走査装置の外部に露出するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記光走査装置の上部は、偏向走査する前記光ビームを装置外に漏らさないように光学的に密閉されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記検知手段は、一面に前記点灯制御手段が取り付けられ、他面に点灯手段が取り付けられた支持部材で構成され、前記支持部材は前記点灯制御手段が前記光ビームを受光するように光走査装置の筐体の外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記点灯手段はＬＥＤからなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置によって書き込まれた前記像担持体上の潜像を顕像化し、転写媒体に顕像化された像を転写する転写手段と、
   を備えていることを特徴とする画像成形装置。
9. 前記光走査装置は、前記転写手段の上方に位置し、前記画像形成装置の上部カバーを開放することによりその外周の少なくとも一部が目視可能に配置されていることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は前記上部カバーを開放した状態で、前記光ビームを偏向走査し、前記検知手段に光ビームを照射する動作モードを備えていることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
    
    

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